鋼結(jié)構(gòu)樓梯設(shè)計(jì)

尕蘭州豆制品辦公樓鋼樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、工程概況樓梯采用鋼樓梯，為雙跑樓梯，樓梯形式為梁式樓梯。樓梯間的層高為H,樓梯梯段水平投影長(zhǎng)L,斜梁傾角獰arctan（H/2L），樓梯寬度W。踏步寬度Wt、高度Ht。平臺(tái)寬度Wp。、設(shè)計(jì)原始資料（每位同學(xué)自選）每位同學(xué)自行選擇層高H，梯段水平投影長(zhǎng)L,樓梯寬度W,踏步寬度W,高度Ht，平臺(tái)寬度W設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)匯總：設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)選取結(jié)果設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)選取結(jié)果設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)選取結(jié)果H4.2mL3820mmW1830mmWt300mmrHt150mmWp2100mm梯段梁截面160x63mm平臺(tái)梁截面200x100mm平臺(tái)柱截面194x150mm三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求（一） 設(shè)計(jì)任務(wù)通過(guò)查閱荷載規(guī)范，進(jìn)行踏步設(shè)計(jì)，梯段梁設(shè)計(jì)，休息平臺(tái)設(shè)計(jì)，平臺(tái)梁設(shè)計(jì)，平臺(tái)柱設(shè)計(jì)，繪制施工圖。（二） 設(shè)計(jì)要求完成可靠傳力，合理確定連接。（三） 設(shè)計(jì)成果計(jì)算書1份，1#圖紙1張計(jì)算書內(nèi)容：踏步設(shè)計(jì)，梯段梁設(shè)計(jì)，休息平臺(tái)設(shè)計(jì)，平臺(tái)梁設(shè)計(jì)，平臺(tái)柱內(nèi)力計(jì)算，截面選取以及截面驗(yàn)算。圖紙內(nèi)容：相關(guān)施工圖1張七、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)參考資料（一）建筑設(shè)計(jì)部分[1:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?房屋建筑制圖統(tǒng)-標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50001—2017).北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2017[2:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50104—2010）?北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010[3:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50016-2014）（2018版）.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2018（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分:1: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009—2012).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012:2: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010:3: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) (GB50223—2015).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015:4: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50017—2017).北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2017:5: 國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程( GB51022-2015).北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2015:6: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 (GB50018-2016)?北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2016:7: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50105—2010)?北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010:8: 國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制圖深度和表示方法( 03G102)?北京：中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院， 2010[10] 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì) ?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四版)?北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2019樓梯設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)資料該辦公樓樓梯采用鋼樓梯，為雙跑樓梯，樓梯形式為梁式樓梯，樓梯間的層高為4.2m，樓梯梯段水平投影長(zhǎng)3820mm,斜梁傾角arctan4200/23820 29，樓梯寬度1830mm踏步寬度300mm高度150mm平臺(tái)寬度2100mm1.2踏步設(shè)計(jì)1.2.1踏步尺寸踏步板采用6mm厚花紋鋼板，下設(shè) 50X6加勁肋，加勁肋與踏步板采用hf6mm（滿足構(gòu)造要求：hf,max7.8mm，hf,min3.7mm。）焊縫，踏步板兩端與斜梁焊接，按簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算。1.2.2荷載計(jì)算恒荷載：7.85103kg/m3 6506300 1069.8N/kg 0.16KN/m活荷載：3.5KN/m20.3m1.05KN/m荷載基本組合：P0.161.21.051.4 1.662KN/m荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：Pk0.161.051.65KN/m1.2.3截面驗(yàn)算截面形心至踏步板上緣的距離：y°30蔦；舊；317mm慣性矩：〔3 26503 2 30062 2506 317 3006 7312120.265106mm4最大彎矩：1212M—pl2—1.6621.83020.70KNm88抗彎計(jì)算：6My0.70106 567 129.43N/mm2<f300N/mm2，滿I 0.265106

足要求?？辜粲?jì)算： V1.51830/21.557.1N/mm2vfv175N/mm2，滿足要A 506求。撓度計(jì)算：5RI4 51.6518304 … lk 64.41mmv 7.32mm,滿384EI3842060000.26510 250足要求。1.2.4連接計(jì)算踏步板與梯段梁之間采用單面角焊縫，承受的剪力V踏步板與梯段梁之間采用單面角焊縫，承受的剪力V1.830/2 1.55 1.42KN對(duì)于焊縫構(gòu)造要求:hf,min對(duì)于焊縫構(gòu)造要求:hf,min1.56.5 3.8mm,hf,max1.267.8mm,取hf6mmv0.7hflv0.7hflw1.421030.762681.32N/mm2vffw200mm2恒荷載：3.51.8302恒荷載：3.51.8303.20KN/m1.3梯段梁設(shè)計(jì)1.3.1梁選澤梯段梁選用普通槽鋼［16a,高度h=160mm寬度b=63mm腹板厚度tw6.5mm,翼緣厚度t10mm,r10mm,面積A2195mm2,自重g17.23kg/m,慣性矩lx8.66106mm4,截面抵抗矩Wx1.08105mm3。1.3.2荷載計(jì)算考慮到樓梯欄桿、防火等，近似將其自重放大2倍0150.1723 /cos229 1.54KN/m0.30活荷載:p1.21.541.43.206.32KN/m荷載基本組合:

Pk1.543.20cos229 3.64KN/m沿斜向垂直于梁軸線的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：1.3.3截面驗(yàn)算11.3510最大正應(yīng)力為:51.08102105.1N/mmvf2300N/mm,滿足要求。最大剪力為:Pl211.3510最大正應(yīng)力為:51.08102105.1N/mmvf2300N/mm,滿足要求。最大剪力為:Pl26.323.7911.98KN滿足要求。最大剪應(yīng)力為:VSxIxtw12.010363.91038.661066.513.6N/mm2vfv2175N/mmM1pl2 16.323.792 11.35KNm斜梁跨中最大彎矩為：886滿足要求。撓度驗(yàn)算:5RI。4384EI53.64越撓度驗(yàn)算:5RI。4384EI53.64越cos293842060008.661069.7mmv丄25017.3mm，滿足要求。1.3.4連接計(jì)算梯段梁與平臺(tái)梁通過(guò)連接角鋼連接，連接角鋼選用匚 140X90x8hf所需的焊縫高度為：V312100.7ffwlw0.720090hf,max1.2tmin 1.26.57.8mm根據(jù)構(gòu)造要求:hf,min1.5,tmax 1.58 4.2mm0.95mm取hf6mm樓梯梁與地面預(yù)埋件采用C級(jí)M16螺栓連接

22bndb3.1416Nv fv 140 28.1KN單個(gè)螺栓受剪承載力：4 4螺栓在荷載作用下所受的水平剪力為:22Vh21Vh21.7KNVNb28.1KN，滿足要求。2.12.11.4休息平臺(tái)驗(yàn)算1.4.1平臺(tái)板選擇休息平臺(tái)選用8mm厚花紋鋼板，其尺寸為3726mnX2025mm考慮到剛度需要，在平行于梯段梁方向布置間距為750mm的腳鋼等邊匚75X10加勁肋，偏于安全按單向板設(shè)計(jì)。1.4.2荷載計(jì)算平臺(tái)板樓面恒荷載：78.50.00821.22KN/m2,活荷載為3.5KN/m2取1m板寬進(jìn)行計(jì)算：g1.26KN/m，q3.5KN/m荷載基本組合：p1.21.261.43.5 6.4KN/m。荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：pk1.263.54.76KN/m。1.4.3截面驗(yàn)算跨中最大彎矩為:1212M pl2 6.40.742 0.44KNm88最大正應(yīng)力：641.19N/mmVf300N/mmW10666.7 ，滿足要求。

pl6.40.742.4KN33—2410 0.45N/mm2<fv175N/pl6.40.742.4KN33—2410 0.45N/mm2<fv175N/mm2最大剪應(yīng)力：2bh210008 ，滿足要求。最大剪力:2224撓度驗(yàn)算:5Pklo384EI54.76740438420600071.981045.12mmv2508.1mm,滿足要求。1.4.4加勁肋驗(yàn)算p6.40.741.20.114.87KN/m22300N/mm2pk4.760.740.11 3.63KN/m6313.641001254?872.02510 183.21N/mm2<313.6410VSxIxtw滿足要求0.53.632.025103 52.22751060.7210 10221.09N/mm<fv175N/mm,5Pkl453.632025384EI45.12mm<—8.1mm,滿足要求38420600071.9810 250由于與平臺(tái)有可靠連接，可以不必考慮整體失穩(wěn)；軋制型鋼不考慮局部失穩(wěn)加勁肋與平臺(tái)梁通過(guò)連接角鋼連接，連接角鋼選用匚 140X90X&V4.9910 chf0.47mm所需的焊縫高度為：0.7ffwlw0.720075hf,max1.2tmin1.289.6mm一 取hf6mm根據(jù)構(gòu)造要求：hf,min1.5'..tmax1.5104.7mm1.5平臺(tái)梁設(shè)計(jì)1.5.1平臺(tái)梁的選擇

2.025活荷載： 2荷載基本組合：平臺(tái)梁選用HN200100,高度h200mm,寬度b100mm,腹板厚度tw2.025活荷載： 2荷載基本組合：翼緣厚度t8mm,r13mm,面積A2757mm2,自重g21.7kg/m,慣性矩Ix18.8106mm4截面抵抗矩Wx1.88105mm3。1.5.2荷載計(jì)算恒荷載.0.21721.392.353.63/2 6.05KN/m3.633.5 9.87KN/m2荷載標(biāo)準(zhǔn)組合:Pk6.059.87荷載標(biāo)準(zhǔn)組合:Pk6.059.8715.92KN/m1.5.3截面驗(yàn)算斜梁跨中最大彎矩為:128Pl121.084.22斜梁跨中最大彎矩為:128Pl121.084.22 46.48KNm8最大正應(yīng)力為:最大剪力:Pl2646.481051.8810522247.2N/mm<f300N/mm,滿足要求。沁仝44.27KN最大剪應(yīng)力:VA最大剪應(yīng)力:VAw44.2710 138.78N/mm2<fv175N/mm2585.5 ，滿足要求。撓度驗(yàn)算:45撓度驗(yàn)算:45P」0384EI4515.924200 l 6 16.66mm< 16.8mm38420600018.8106 250滿足要求。1.5.4連接計(jì)算

平臺(tái)梁與平臺(tái)柱或者框架梁采用鉸接連接方式。hf Vw 4427103 3.16mm所需的焊縫高度為：0.7ffX 0.7200502hf,max1.2tmin1.25.5 6.6mm根據(jù)構(gòu)造要求：hf,min1.^'rtmax 1.^104.7mm，取hf 6mm，雙面焊縫。1.6平臺(tái)柱設(shè)計(jì)1.6.1平臺(tái)柱選擇平臺(tái)柱支撐與樓面梁上，平臺(tái)柱與梁采用剖口對(duì)接焊縫。選用 HM200C150,高度h=194mm寬度b=150mm腹板厚度tw=6mm翼緣厚度t=9mm,r=16mm面積A3976mm2，自重g31.2kg/m，慣性矩Ix27.4106mm4ix83mm,截面抵抗矩5 3WX2.8310mm,iy35.7mm。1.6.2強(qiáng)度計(jì)算受壓翼緣外伸寬度|1506/298<1310.73,截面塑性發(fā)展系數(shù)受壓翼緣外伸寬度|1506/298<1310.73,截面塑性發(fā)展系數(shù)1.05344.2710397611.13N/mm2<f300N/mm2,滿足要求1.6.3整體穩(wěn)定驗(yàn)算平臺(tái)柱按兩端鉸接設(shè)計(jì)，構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度為 L=2100mmloxix21008325.3<